王亞麗，張芬芬，陳小剛，李林蔚，王希龍，勞燕玲,3，杜金洲,4

( 1. 華東師范大學 河口海岸學國家重點實驗室，上海 200241；2. 北部灣大學 廣西北部灣海洋災害研究重點實驗室，廣西欽州 535011；3. 北部灣大學 資源與環(huán)境學院，廣西 欽州 535011；4. 崇明生態(tài)研究院，上海 202162)

1 引言

“藍碳”是指在植被豐富的沿海生態(tài)系統(tǒng)中固存的碳，尤其是海岸帶的紅樹林、海草床和鹽沼生態(tài)系統(tǒng)[1]。作為地球上最富碳的生態(tài)系統(tǒng)之一，紅樹林在沿海水域的生物地球化學過程中發(fā)揮著重要作用[2–3]。它可以從大氣中吸收碳，將大量碳儲存在地下，為碳從陸地到海洋的運輸提供重要途徑[4]。許多研究對紅樹林土壤的碳固存率進行了量化[5–6]，當海水遇到富含有機物的潮間帶沉積物時，土壤呼吸過程被加速，在波浪和潮汐等的作用下，紅樹林的土壤碳呼吸產(chǎn)物仍然容易通過海底地下水排放（Submarine Groundwater Discharge，SGD）或孔隙水交換輸出到沿海水域[7–8]。SGD是指在不考慮水體成分和驅動力的情況下，通過陸海界面由海底排放到近岸海域的所有水流，它包括陸源淡水和再循環(huán)海水[9–10]。微生物作用、與沉積物成分反應等生物地球化學作用可以使溶解無機碳（Dissolved Inorganic Carbon，DIC）和溶解有機碳（Dissolved Organic Carbon，DOC）等在沿岸地下水中富集[9–13]，在某些封閉或半封閉海灣，SGD攜帶的碳通量與沿岸河流輸入相當，甚至可能超過河流[14–15]，使SGD成為溶解碳由陸向海輸出的主要途徑之一，影響河口和海灣環(huán)境的碳循環(huán)[16–17]。紅樹林區(qū)域SGD輸送的DIC和DOC通量是其生態(tài)系統(tǒng)藍碳收支源項中重要但被忽視的組成部分，并且可能對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中藍碳收支的匯項評估產(chǎn)生重要影響[7–8]。如Maher等[7]指出摩爾頓（Moreton）灣紅樹林系統(tǒng)中93%～99%的DIC和89%～92%的DOC輸出是由SGD驅動。在廣西茅尾海紅樹林海灣，SGD輸送的DIC和DOC通量至少是沿岸河流輸入的兩倍，占茅尾海DIC和DOC總來源的70%以上[8]。相比于美國和澳大利亞[7,12,14–15]，國內也開展了一些紅樹林SGD的研究，但主要集中在營養(yǎng)鹽通量的工作，對于碳的關注較少[18–20]。

廣西珍珠灣灣內有著中國大陸海岸紅樹林連片面積最大的海灣紅樹林[21]，有關SGD輸出的碳通量還未見報道。本文基于222Rn的質量平衡模型，估算了SGD的速率及其攜帶的DIC和DOC通量，并對珍珠灣溶解碳的源匯收支進行評估，以期對典型紅樹林區(qū)域藍碳收支循環(huán)提供基礎的科學數(shù)據(jù)。

2 采樣區(qū)域和方法

2.1 研究區(qū)域

珍珠灣位于廣西防城港市防城區(qū)（圖1），海灣呈漏斗狀，口門西起萬尾島的東沙頭，東至江山半島的白龍臺，南部開口與北部灣相連，口門寬約3.5 km，海岸線長46 km，海灣面積94.2 km2。珍珠灣的潮汐類型以正規(guī)全日潮為主，多年平均潮差2.2 m，最大潮差5.1 m。珍珠灣屬于熱帶海洋季風氣候，年平均氣溫22.5℃，年平均降雨量為2220 mm[22]。港灣主要有江平江注入，年平均徑流量為7.67億m3。珍珠灣是國家級紅樹林生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)北侖河口保護區(qū)的重要區(qū)域之一，灣內有著中國大陸海岸紅樹林連片面積最大的海灣紅樹林。該地區(qū)有紅樹林10.68 km2，占北侖河口保護區(qū)紅樹林面積的83.8%[21]。

圖1 研究區(qū)域（a），采樣站位（b）和連續(xù)觀測站現(xiàn)場圖（c）Fig. 1 Study area (a), sampling stations (b), and the continuous monitoring system in the field (c)

2.2 研究方法

2.2.1222Rn的連續(xù)觀測

本研究選取珍珠灣內蠔排建筑作為表層海水中222Rn活度連續(xù)觀測站（TS，21°33′28.5″N，108°09′29.6″E，圖1c）。連續(xù)觀測時間從2019年1月19日10:50到1月20日15:20，海水通過固定在水面下0.5 m左右的潛水泵不斷泵入RAD-AQUA系統(tǒng)中，兩個串聯(lián)的RAD7探測器每30 min自動獲取一次計數(shù)（圖1c），以減小隨機誤差的影響。與此同時，溫度、鹽度等參數(shù)由放置在潛水泵附近的多參數(shù)水質測量儀（TROLL 600，Aqua）每15 min自動獲取數(shù)據(jù)，水深和風速（DCFM8906，General Tools & Instruments）每小時手動測量。當水氣平衡后，通過將氣相中222Rn活度與水/空氣分配系數(shù)α相乘得到海水中222Rn活度，計算過程如下：

式中，Cg?t為t時刻氣相中222Rn活度，該值由RAD7儀器直接導出；Ct為t時刻海水中222Rn活度（單位：Bq/m3），α為222Rn在水/空氣的分配系數(shù)，與鹽度和溫度有關[23]，計算過程如下：

式中，T表示水溫（單位：K），β為Bunsen系數(shù)，它是溫度和鹽度的函數(shù)，計算過程詳見Schubert等[23]文章中的方程（3）。

2.2.2 地下水和河水中222Rn的采集和測定

本研究共采集間隙水（PW）4個，井水（GW）和河水（RW）各1個（圖1b），采樣信息詳見表1。用Pushpoint采樣器在0.5～1.5 m深度通過溢流法將間隙水緩慢注入250 mL玻璃瓶中，防止222Rn逃逸到空氣中[8,20,24]。井水和河水樣品通過有機玻璃采水器采集，將裝滿水樣的采水器底部的蠕動管插入氡瓶底部，同樣用溢流法收集。采集于250 mL玻璃瓶中的222Rn樣品通過RAD7測氡儀（Durridge）及其RAD AQUA配件完成分析。

2.2.3226Ra的富集與分析

222Rn連續(xù)監(jiān)測期間每隔3 h采集水樣50 L進行226Ra分析，將水樣以小于1 L/min的流速通過錳纖維柱，使Ra充分富集到錳纖維上，用Milli-Q水洗去顆粒物和鹽分，控制含水量約為75%[25]，然后將錳纖維柱密封保存大于20 d，確保222Rn及其子體與226Ra達到平衡，利用RAD7進行測量[26]。為了提高測試結果的準確性，測量時間設置在10 h以上。

表1 珍珠灣沿岸地下水和河水的鹽度，222Rn活度，DIC和DOC濃度Table 1 The salinity, 222Rn activities, DIC and DOC concentrations in groundwater and river water collected along the coast of the Zhenzhu Bay

2.2.4 沉積物平衡實驗

將低潮時在連續(xù)觀測站點附近采集海底沉積物100 g和500 mL海水置于錐形瓶密封，培養(yǎng)30 d以確保沉積物間隙水中的222Rn和上覆水中的222Rn達到平衡[27]，然后將上覆水轉移到250 mL玻璃瓶并用RAD7測氡儀立刻進行測量，從而估算222Rn從沉積物向上覆水的擴散通量。

2.2.5 DIC和DOC樣品的采集和測定

表層海水（每隔3 h一次），地下水和河水等均采集DIC和DOC樣品，樣品現(xiàn)場處理，冷凍保存后帶回實驗室分析。DIC樣品通過UIC庫倫儀測量，DOC樣品通過總有機碳分析儀（TOC-VCPH，島津）進行測定[8]。

圖2 沿海地區(qū)SGD通量的222Rn質量平衡模型Fig. 2 The conceptual model of the 222Rn mass balance used to estimate submarine groundwater discharge in coastal zones

2.2.6222Rn質量平衡模型

222Rn的質量平衡模型如圖2所示，通過計算近岸水體中222Rn所有的源項和匯項得到222Rn的SGD通量。222Rn在水體中的質量平衡方程如下[20,29]（式中所有源匯項的單位均為Bq/(m2·h)）：

式中，F(xiàn)riv和FSGD分別表示河流和SGD的輸入，F(xiàn)226和Fsed分別表示溶解態(tài)226Ra和沉積物擴散的貢獻，F(xiàn)in和Fout分別表示漲潮時外海水的輸入和退潮時灣內海水的輸出，F(xiàn)dec和Fatm分別表示自身放射性衰變和大氣逃逸的損失，F(xiàn)mix表示與近海低濃度水域混合損失，ΔF表示相鄰兩個時間段222Rn庫的差異。

式中，Δt是時間間隔（單位：h），I是222Rn庫存，定義為222Rn活度（單位：Bq/m3）和水深H（單位：m）的乘積。

式中，A222（t）和H（t）分別表示t時刻222Rn活度和水深。

通過將FSGD除以地下水端元中222Rn活度，計算得到SGD速率（單位：m/d）：

3 結果

3.1 潮周期內表層海水中222Rn活度及其DIC、DOC濃度變化規(guī)律

在我們的連續(xù)觀測期間，表層海水的溫度、鹽度、水深和222Rn活度變化如圖3a所示。其中，溫度變化范圍為15.2～17.4℃，由于太陽輻照，海水較高溫度主要出現(xiàn)在12:00?16:00。鹽度的變化范圍為14.1～30.4，漲潮時鹽度從14.1增長到30.4，退潮時鹽度從30.4下降到17.7。222Rn的活度范圍為50～403 Bq/m3（平均值：（151±84） Bq/m3），漲潮時活度降低，退潮時活度增加。表層海水中DIC和DOC濃度的變化范圍分別為0.79～1.41 mol/m3和0.09～0.13 mol/m3。222Rn活度和DOC濃度與水位呈負相關，表明明顯受潮汐驅動的DOC濃度低的外海水與DOC濃度高的河水及SGD輸入混合為主要因素。而DIC與水位趨勢大致一致，表明可能存在其他來源，如海灣附近的貝類養(yǎng)殖以及可能存在碳酸鹽巖基質，漲潮時被外海水帶入灣內。在其他紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的相關SGD中也觀察到了相似的變化趨勢[15,30]。

圖3 連續(xù)觀測期間222Rn活度、溫度、鹽度、DIC和DOC濃度及水深隨時間變化Fig. 3 Temporal variation of 222Rn activities, temperature, salinity, DIC and DOC concentrations versus water depth during the time series observation

3.2 地下水和河水中222Rn活度及其DIC、DOC濃度

珍珠灣沿岸地下水和河水的各參數(shù)如表1所示。地下水的鹽度變化范圍為0.3～28.8，222Rn活度范圍為1.06×103～8.05×103Bq/m3，平均活度（3.23±2.89）×103Bq/m3，地下水中222Rn活度顯著高于表層海水和河水，表明SGD是珍珠灣222Rn的重要來源。地下中DIC和DOC的平均濃度分別為（1.39±0.60） mol/m3和（0.11±0.06） mol/m3，遠高于河水中DIC（0.13 mol/m3）和DOC濃度（0.08 mol/m3）。

3.3 珍珠灣222Rn的源匯

3.3.1 河流輸入

廣西區(qū)域內河流的徑流主要由降雨補給，徑流分布變化與降雨分布變化基本一致，汛期（4?9月）徑流量約占全年徑流量的75%～85%[31]。江平江年平均徑流量為7.67億m3，與江平江最近的防城港市在采樣季節(jié)降雨量約占全年降雨量的20%（http://tjj.gxzf.gov.cn/tjsj/tjnj/2019/indexch.htm），因此計算出采樣期間河流徑流量為9.73 m3/s。將河流流量與鹽度接近零時河水中222Rn的活度相乘計算得到Friv為（0.24±0.04） Bq/（m2·h）。

3.3.2 潮汐輸送

海水中222Rn活度受潮汐強烈的影響，222Rn在落潮時隨海水從灣內向外輸送，反之，漲潮時隨著海水進入灣內水體。由潮汐遷移控制的222Rn通量可由下式計算[29]：

式中，Ht+Δt和Ht分別是t+Δt和t時刻的水深，Cw和Coff分別表示水柱中222Rn的平均活度和外海水中222Rn的活度，Ct是連續(xù)觀測期間每個時間間隔下水體中222Rn的活度，b是回流因子，Δt是時間間隔。

根據(jù)一個潮周期內222Rn的連續(xù)觀測，灣內水體中222Rn的平均活度為（151±84） Bq/m3。基于Moore等[32]的假設，b值可近似看作水體中外海水端元在研究區(qū)域內的貢獻比例，可近似處理為表層海水鹽度的平均值22.4除以外海水鹽度30.4[33]，因此b=0.74。以最高潮時水體中222Rn活度50 Bq/m3代表外海222Rn活度值，根據(jù)式（7）和式（8），F(xiàn)in和Fout分別為3.74～49.90 Bq/(m2·h)和1.96～75.54 Bq/(m2·h)。

3.3.3 大氣逃逸

222Rn是一種微溶于水的氣體，當兩相處于不平衡狀態(tài)時，可以在水?空氣界面上交換。大氣逃逸通量（Fatm）可以由下式描述[34]：

式中，k是氣體傳輸速度（單位：m/s），由示蹤實驗所得經(jīng)驗公式確定[34–35]。Cw和Cair分別是水體和空氣中222Rn的活度。水?空氣界面的擴散通量Fatm主要受氣體輸送速度k和222Rn活度變化的影響。本次連續(xù)觀測過程中風速均在1 m/s左右，當風速小于1.5 m/s時，k為常數(shù)0.91 cm/s[35]，基于式（9），本研究中Fatm變化范圍為0.49～3.18 Bq/(m2·h)。

3.3.4 海底沉積物擴散通量

222Rn通過沉積物–水界面的擴散通量（Fsed）可以由下式獲得[27]：

式中，λ是222Rn的衰變常數(shù)（0.181 d?1），φ是海底沉積物孔隙率，Dm是分子擴散系數(shù)，Ceq是由平衡實驗得到的海底沉積物孔隙水中222Rn的活度，C0是上覆水中222Rn的活度，其值為實驗觀測期間海水活度的實測值，T是水溫（單位：°C）。海底沉積物的平均孔隙率φ是0.38，Dm變化范 圍 為1.02×10?5～1.15×10?5cm2/s，沉積物平衡實驗結束時水體中222Rn的活度為（236±60） Bq/m3，計算得到沉積物孔隙水中222Rn的活度為（7453±1895） Bq/m3[36]?；谑剑?0）得到Fsed的變化范圍是0.74～0.77 Bq/(m2·h)。

3.3.5 水體中溶解226Ra貢獻來自溶解226Ra支持的222Rn通量F226可由下式計算：

連續(xù)觀測中226Ra活度變化為3.41～8.18 Bq/m3，因此226Ra貢獻為0.04～0.18 Bq/(m2·h)。

3.3.6222Rn衰變損失根據(jù)衰變方程，222Rn衰變損失量可按下式計算：

與222Rn半衰期相比（3.83 d），由于測量時間間隔較小，通過計算Fdec變化范圍也較小為8.47×10?3～3.07×10?2Bq/(m2·h)，通?？梢院雎圆挥?。

3.3.7 混合輸入和SGD貢獻的222Rn

我們定義通過河流輸入，潮汐遷移，大氣逃逸，沉積物擴散，溶解態(tài)226Ra貢獻和222Rn放射性衰變校正后剩余的222Rn為凈222Rn通量（Fnet），它應由SGD通量（FSGD）和混合損失（Fmix）來平衡。我們將Fnet的最大負值（圖4中所示的虛線）作為相鄰時間間隔的混合損失通量Fmix[28,35]，這種情況下Fmix是保守估算的，因此，F(xiàn)mix為5.93～150.44 Bq/(m2·h)。SGD貢獻的222Rn通量為Fnet與Fmix之和，保守估計通過SGD的222Rn通量為

0～168 Bq/(m2·h)。

圖4 連續(xù)觀測期間222Rn的凈通量Fnet（灰色柱狀圖）和混合損失Fmix（藍色虛線）隨時間變化Fig. 4 Net 222Rn flux (rectangles) and mixing loss of 222Rn(dotted line) versus time based on continuous 222Rn observation

珍珠灣的222Rn質量平衡如表2所示，其中枯季222Rn源項中SGD輸入、漲潮時輸入、沉積物擴散、河流輸入和母體226Ra貢獻分別占總來源的61.63%、37.00%、0.95%、0.30%和0.11%；而匯項中混合損失、退潮時輸出、大氣逃逸和自身衰變損失分別占比55.24%、43.27%、1.47%和0.02%。

4 討論

4.1 珍珠灣SGD速率的估算

地下水端元的選取是地下水示蹤研究的一個重要步驟，同時也是估算SGD速率不確定度的主要因素[37]。在先前的研究中，一些區(qū)域地下水排放以沉積物緩慢滲流為主導過程，間隙水中222Rn的活度作為端元有利于SGD的估算[29,38]；一些研究為保守估計，將離連續(xù)站較近的222Rn活度更高的井水作為端元[39]；也有研究將離岸較近的淺層井水和潮間帶間隙水均作為端元[8,20]。本研究中，潮間帶間隙水活度在1064～3565 Bq/m3之間，井水活度較高為8050 Bq/m3。沿岸地下水中222Rn活度變化較大的原因可能與離海岸線的距離、取樣深度、地質基質和高度動態(tài)含水層系統(tǒng)有關[20]。本文將離岸較近的井水和潮間帶間隙水均作為地下水端元，通過式（6）計算得出珍珠灣SGD平均速率為（0.36±0.36） m/d。表3歸納了世界其他區(qū)域紅樹林生態(tài)系統(tǒng)SGD的相關研究數(shù)據(jù)，總體上來看，我們的計算結果在全球報道的范圍之內（0.03～0.47 m/d），但處于較高的水平。在紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中SGD主要是再循環(huán)海水主導[3,42]，再循環(huán)海水主要受潮汐和波浪的控制[43]。本研究采樣期間潮差較大（約4 m）可能是珍珠灣SGD速率較高的原因之一，因較大的潮差可以在更寬的時空尺度上驅動海水進入海岸含水層中，該過程會產(chǎn)生一定水力梯度，進而驅動SGD及其相應的物質輸送到近海海域[44]。此外，Santos等[45]發(fā)現(xiàn)SGD速率與連續(xù)觀測期間222Rn的平均活度呈正相關，即連續(xù)觀測期間222Rn的平均活度越高，SGD速率越大。珍珠灣連續(xù)觀測期間222Rn平均活度為（151±84） Bq/m3，遠高于其他紅樹林的觀測結果，例如芹耶縣（Can Gio）紅樹林小溪[40]（（22±10） Bq/m3）和茅尾海[8]（（43±26） Bq/m3）等，這也可能是珍珠灣SGD速率較大的原因。

4.2 珍珠灣SGD攜帶的DIC和DOC通量

為了評估SGD輸送到珍珠灣的DIC和DOC通量，我們將SGD速率（或通量）和地下水端元中DIC和DOC濃度的平均值相乘來估算。進入海灣的SGD通量的大小為SGD速率和海灣的滲流面積的乘積。嚴格地說，在任何地方進行的單點觀測結果都不能代表整個海灣[39]。由于觀測站距海岸1.05 km，因此假定滲流區(qū)的寬度約為1.05 km，海岸線長度約為46 km，滲流面積約為48.3 km2，由此計算得SGD通量為1.74×107m3/d，相當于河流總輸入量的約21倍。地下水端元中DIC和DOC的濃度范圍分別為0.82～2.37 mol/m3和0.06～0.19 mol/m3，經(jīng)計算，SGD輸送的DIC和DOC通量分別為1.39×107～4.12×107mol/d和1.04×106～3.31×106mol/d，平均值分別為（2.41±2.63）×107mol/d[（0.50±0.54）mol/(m2·d)]和（1.96±2.20）×106mol/d[（0.04±0.05）mol/(m2·d)]。從表3可以看出，珍珠灣SGD攜帶的DIC和DOC通量的大小在世界其他紅樹林生態(tài)系統(tǒng)報道的范圍之內[DIC：0.01～0.70 mol/(m2·d)；DOC：0.008～0.54 mol/(m2·d)]。與此同時，河流輸入的DIC和DOC通量估算為1.10×105mol/d和6.98×104mol/d，SGD攜帶的DIC通量和DOC通量保守估計分別約是河流輸入的126倍和14倍以上。類似現(xiàn)象在其他地區(qū)也有相關報道[8,14]。如Stewart等[14]估算出SGD輸入到莫雷頓灣的DIC和DOC通量分別是當?shù)睾恿鞯?0倍和38倍；Chen等[8]報道SGD輸入茅尾海的DIC和DOC通量分別是當?shù)睾恿鞯?～11倍和2～6倍。

表2 2019年1月珍珠灣222Rn的源匯收支Table 2 The sources and sinks of 222Rn in the Zhenzhu Bay during January 2019

表3 全球典型紅樹林生態(tài)系統(tǒng)SGD速率及其攜帶的DIC和DOC通量Table 3 SGD rates and associated DIC and DOC fluxes from previous study in typical mangroves ecosystems worldwide

4.3 SGD對珍珠灣溶解碳收支的貢獻

根據(jù)廣泛用于近岸生態(tài)系統(tǒng)中各生源要素收支平衡的箱式模型[46]，珍珠灣DIC和DOC收支可表示如下[8,47]：

式中，ISGD、Iriv、Idiff分別表示DIC源項中SGD、河流和沉積物擴散的輸入，OSGD，Oriv，Odif分別表示DOC源項中SGD河流和沉積物擴散的輸入。Imix表示DIC匯項中混合損失的部分，Omix表示DOC匯項中混合損失的部分，Isea-air和Ibio分別是指DIC匯項中從地表水排放到大氣的CO2和各生物過程對DIC的利用，Opro和Orem分別表示DOC源項中初級生產(chǎn)力的輸入和DOC匯項中水生動物養(yǎng)殖、微生物降解和顆粒清除等，每一項單位均為mol/d。Cin和Cout分別表示灣內和灣外海水中DIC和DOC的平均濃度（單位：mol/m3），V是珍珠灣水體體積（單位：m3），Tf為平均沖刷時間（單位：d）。

珍珠灣沿岸地下水中DIC濃度（0.82～2.37 mol/m3）在世界其他紅樹林研究區(qū)域報道的濃度范圍之內（0.74～13.80 mol/m3）[8]，利用全球紅樹林沉積物DIC擴散速率的平均值49 mmol/(m2·d)[5]得到珍珠灣沉積物擴散的DIC通量為2.37×106mol/d。地下水中DOC濃度與Oh等[17]報道的地下水中DOC濃度范圍相似（0.10～0.18 mol/m3），因此利用其文章中的DOC擴散速率2.30 mmol/(m2·d)得到珍珠灣沉積物擴散的DOC通量為1.11×105mol/d。沉積物擴散的通量分別僅占SGD輸入DIC和DOC通量的10%和6%。北部灣北部近岸淺水區(qū)1月份的初級生產(chǎn)力為1.43 mmol/(m2·d)[48]，假設所有初級生產(chǎn)力最終都轉化為DOC，那么珍珠灣初級生產(chǎn)力產(chǎn)生的DOC通量為6.91×104mol/d。

珍珠灣1月份DIC和DOC平均濃度分別為1.11 mol/m3和0.11 mol/m3，灣外海水DIC和DOC平均濃度分別為1.06 mol/m3[8]和0.09 mol/m3，珍珠灣水體體積為7.16×108m3，根據(jù)經(jīng)典的納潮量法[49]估算得到平均沖刷時間7.53 d，因此，由式（16）可以得到珍珠灣枯季DIC和DOC混合損失分別為4.75×106mol/d和1.90×106mol/d。該區(qū)域表層海水向大氣排放CO2速率為1.4～7.5 mmol/(m2·d)，平均值為3.9 mmol/(m2·d)[50]，因此，珍珠灣水域向大氣排放CO2通量為1.88×105mol/d。根據(jù)式（14）和（15），Ibio和Orem分別為2.17×107mol/d和3.13×105mol/d。

從珍珠灣DIC和DOC各來源中可以看出（圖5），SGD輸送的DIC和DOC分別占總DIC來源和總DOC來源的91%和89%，是珍珠灣DIC和DOC的主要來源，對近海碳庫有重要貢獻。海岸帶系統(tǒng)的碳通過多界面過程交換、傳輸以及轉化，從而決定海岸帶系統(tǒng)的碳庫收支[51]。Chen等[8]總結全球數(shù)據(jù)得到通過紅樹林間隙水輸出的碳相當于河流排放的約30%，因此，這部分受潮汐等影響產(chǎn)生的碳交換是碳匯的重要但卻易被忽視的組成部分，是藍碳匯估算中的主要誤差和挑戰(zhàn)之一[52]。這部分碳作為近海海域最主要的有機和無機碳源，可能會對近海區(qū)域碳周轉、碳埋藏速率的評估產(chǎn)生重要影響，從而影響海岸帶的生物地球化學循環(huán)過程[53]。

圖5 珍珠灣DIC（a）和DOC（b）收支Fig. 5 DIC (a) and DOC (b) budgets in the Zhenzhu Bay

5 結論

珍珠灣作為我國典型的紅樹林海灣，灣內有大面積的國家級紅樹林自然保護區(qū)。本論文利用222Rn質量平衡模型估算了珍珠灣SGD速率及其攜帶的碳通量，并對珍珠灣的碳收支進行了計算。結論如下：

（1）珍珠灣SGD速率為（0.36±0.36） m/d，通過SGD輸入珍珠灣的DIC和DOC通量分別為（2.41±2.63）×107mol/d和（1.96±2.20）×106mol/d。

（2）SGD攜帶的DIC和DOC分別占珍珠灣總DIC和DOC來源的91%和89%，是珍珠灣DIC和DOC的主要來源。

（3）對紅樹林藍碳收支評估時應加以考慮SGD的貢獻，海岸帶系統(tǒng)藍碳通過SGD的輸送可能會對近海區(qū)域的碳周轉、碳埋藏速率等產(chǎn)生重要影響。